水力壓裂設(shè)計(jì)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-15 22:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 8(),0( tG H CQtW ?????412]2)(1 )a r c s i n ()[,0(),(LxLxLxLxtWtxW?????四、 GDK 和 PKN模型的比較 第五節(jié) 支撐劑輸送 — 支撐劑的沉降特性 — 沉降布砂設(shè)計(jì) — 懸浮布砂設(shè)計(jì) 受力分析 — 固體顆粒的重力 — 流體對固體顆粒的浮力 — 顆粒的運(yùn)動(dòng)阻力 重力 浮力 阻力 顆粒 一、 支撐劑的沉降特性 1 單顆粒自由沉降速度 概念 — 自由沉降 — 干擾沉降 重力 浮力 阻力 gdF PPg ?? 36?gdF fPb ?? 36?2228 21PPfDPfDdUdCAUCF?????重力 浮力 阻力 顆粒 21]3)(4[fDfPpP CgdU??? ?? F=FgFb 當(dāng) F＝ Fd時(shí) CD與雷諾數(shù)有關(guān)，雷諾數(shù)與 UP有關(guān) ?? fPp UdN ?ReNovotny公式 當(dāng) NRe?2時(shí) UH/UP=? 當(dāng) 2Nre 500時(shí) UH/UP=? 當(dāng) NRe ?500時(shí) UH/UP=?2 2 干擾沉降 Brown 公式 )1(10/ 2????PH UU3 壁面影響 543)()( )()(WdPWdPWdPWdPFW?????當(dāng) NRe?1 當(dāng) NRe?100 23)2(1WdPFW ??當(dāng) 1Nre100 用內(nèi)插法求 FW 4 顆粒形狀對沉降速度的影響 支撐劑顆粒是不規(guī)則的顆粒，而不是規(guī)則的球體（有些接近于球形） — 顆粒的形狀是不規(guī)則的，比同體積的球體表面積大； — 顆粒的表面是粗糙的； — 顆粒的形狀是不對稱的 不規(guī)則顆粒的沉降速度小于球形顆粒的沉降速度 支撐劑在冪律液體中的沉降 用視粘度 ?a代替 ? 12118)(?????nfPPPnaDKgdUDK?????思路 ?支撐劑在裂縫高度上的分布 ?平衡流速 、 平衡高度的計(jì)算 ?砂堤的堆起速度 ?平衡時(shí)間 二、沉降型布砂設(shè)計(jì) 1 支撐劑在裂縫高度上的分布 概念 ：平衡狀態(tài) 平衡流速 平衡高度 顆粒濃度分布 (垂向 ) 區(qū)域 I： 砂堤 區(qū)域 II： 砂堤上的滾流區(qū) 區(qū)域 III： 懸浮區(qū) 區(qū)域 IV： 無砂區(qū) 分析 2 平衡流速與阻力流速 平衡流速 HEQ hEQ VEQ )2Q(Q ??EQEQ WhQVEQEQ HHh ?? 0平衡高度 EQEQ WVQHH ??問題 1 阻力速度的定義 2 區(qū)別牛頓流體和非牛頓流體的計(jì)算公式 3 復(fù)習(xí)濕周與過流面積的關(guān)系 4 區(qū)別層流和紊流下阻力速度與平衡流速的關(guān)系 5 砂堤堆起速度與流速和平衡流速的關(guān)系 6 砂堤堆起高度與時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 7 平衡時(shí)間的計(jì)算方法 ? 例 63 牛頓型壓裂液粘度 μ f=，密度?f=1000kg/m3；石英砂支撐劑顆粒密度?s=2650kg/m3，平均粒徑 dp=?103m，砂比 S=10%；裂縫高度 Hf=10m，裂縫寬度w=?103m；試計(jì)算雙翼裂縫中排量 Q為 。 解 (1) 計(jì)算支撐劑沉降速度 假設(shè)支撐劑沉降處于層流狀態(tài) ， 按表 68中公式計(jì)算自由沉降速度 ， vp=。 校核流態(tài)：顆粒雷諾數(shù) NRep= 2， 與假設(shè)流態(tài)相符 ， 故 vp= 濃度校正系數(shù)：按 Novotny 公式 ， fc = 裂縫壁面校正系數(shù)：按 Novotny 公式 ， fw = 忽略剪切速度影響 ， 支撐劑在裂縫中的沉降速度為vt = m/s (2) 計(jì)算阻力速度 按牛頓液計(jì)算阻力速度 vwEQ= (3) 計(jì)算平衡流速 a. 攜砂液混合物密度 ρ se = 1100kg/m3 b. 按紊流公式計(jì)算平衡流速 vEQ = c. 校核流態(tài)：雷諾數(shù) NRe=35000 3000 , 故平衡流速為 vEQ = 三、全懸浮布砂設(shè)計(jì) 技術(shù)背景 研究目的 1. 計(jì)算縫內(nèi)砂比沿縫長變化基礎(chǔ)上，找出滿足設(shè)計(jì)要求的導(dǎo)流能力的加砂步驟 2. 避免在縫中出現(xiàn)砂比過高的砂卡現(xiàn)象 1 假設(shè)條件 2 計(jì)算單元?jiǎng)澐? 設(shè)攜砂液單元體積為 P， 則泵入時(shí)間為 t=P/Q 3 濾失計(jì)算 濾失百分?jǐn)?shù)（ t時(shí)間后） i=濾失％＝ Fi/F Fi 濾失體積 F 單元體積濾失后的剩余體積 濾失體積 tW FtC ??? 2VltWCtFtWFtC 212i ????? 濾失百分?jǐn)?shù) i=濾失％＝ Fi/F Fi 濾失體積 F 單元體積濾失后的剩余體積 4 裂縫體積計(jì)算 ? 注入單元體積 P=剩余體積 F+濾失體積 Fi i)F ( 1 ???? iFFPiPF???1? 利用計(jì)算復(fù)利的方法， n次濾失后的剩余體積 niPF)1( ???nnS iP
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